吳麗香 張 雯 童秋霞 倪 莉

(1. 福州大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)研究所，福建 福州 350108；2. 福建省食品生物技術(shù)創(chuàng)新工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350108)

秋刀魚(Cololabissaira)為表層洄游性魚類，主要集中分布在北太平洋區(qū)[1]，在中國(guó)則主要分布于黃海海域。其蛋白質(zhì)含量高達(dá)20%[2]，富含多種不飽和脂肪酸和維生素[3]。由于秋刀魚含有豐富的脂肪[4]，將其碳烤或香煎[5]備受人們喜愛，這使得油炸秋刀魚即時(shí)產(chǎn)品具有廣泛的消費(fèi)者基礎(chǔ)。新鮮魚肉經(jīng)腌制和油炸處理后會(huì)發(fā)生脂肪酸降解和氧化[6-7]、氨基酸降解[8]和美拉德反應(yīng)[9]，香氣風(fēng)味物質(zhì)[10-11]在加工過(guò)程中得到增加。

目前，有關(guān)秋刀魚風(fēng)味方面的研究主要集中在采用固相微萃取—?dú)赓|(zhì)聯(lián)用法、頂空氣相離子遷移譜、電子鼻、感官評(píng)定等方式對(duì)魚的揮發(fā)性成分進(jìn)行研究，且揮發(fā)性成分種類和含量受多種因素影響，如魚的種類、生理狀態(tài)和加工工藝等[12-15]。文章擬采用頂空固相微萃取法結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分離鑒定不同加工階段秋刀魚的揮發(fā)性成分，從而確定秋刀魚的關(guān)鍵風(fēng)味以及不同加工階段特征風(fēng)味及對(duì)應(yīng)化合物，旨在為提升即食油炸秋刀魚產(chǎn)品品質(zhì)及改進(jìn)生產(chǎn)工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品、試劑及儀器

海捕A級(jí)秋刀魚：福建東水食品股份有限公司；

飽和NaCl溶液：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

PDMS萃取頭：65 μm，美國(guó)Supelco公司；

氣質(zhì)聯(lián)用儀：GC-MS-QP2010型，日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品預(yù)處理 加工前1 d于解凍冰柜中解凍；去頭、去內(nèi)臟、去尾、切塊，質(zhì)量控制在60～120 g；以1%鹽和0.5%味精對(duì)魚肉進(jìn)行腌制，腌制時(shí)間60 min，腌制溫度≤10 ℃；使用色拉油，200 ℃油炸5 min；每3 h對(duì)油炸用油的過(guò)氧化值、酸價(jià)進(jìn)行檢測(cè)，以確保產(chǎn)品品質(zhì)；于25 ℃下冷卻。針對(duì)解凍后、腌制不同時(shí)期(60，90 min)、腌制60 min后油炸的樣品進(jìn)行氣味分析。取秋刀魚背脊魚肉部分樣品，放入無(wú)菌均質(zhì)袋，均質(zhì)2 min制成魚糜，放入-20 ℃冰箱中保存，備用。

1.2.2 揮發(fā)性成分萃取 稱取2.00 g魚糜放入15 mL萃取瓶中，加入5 mL飽和NaCl溶液，置于60 ℃水浴中，采用PDMS萃取頭，萃取時(shí)間30 min。

1.2.3 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)分析

(1) 氣相色譜條件：參照文獻(xiàn)[16]的方法略有修改，以5 ℃/min升溫至120 ℃，保持3 min，再以20 ℃/min升溫至230 ℃，保持5 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃，解吸時(shí)間5 min，同一樣品重復(fù)3次。

(2) 質(zhì)譜條件：電離方式為EI；電離電壓70 eV；離子源溫度200 ℃；掃描質(zhì)量范圍35～335 amu。

1.2.4 定性定量分析 參照文獻(xiàn)[16]。

1.2.5 主體風(fēng)味物質(zhì)評(píng)價(jià)方法 參照文獻(xiàn)[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)，利用SIMCA軟件進(jìn)行主成分分析(PCA)并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 秋刀魚樣品中揮發(fā)性成分的差異分析

采用GC-MS并利用Wiley 9和NIST質(zhì)譜庫(kù)對(duì)不同加工階段的秋刀魚樣品揮發(fā)性成分進(jìn)行分析鑒定，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，秋刀魚樣品中共檢出63種揮發(fā)性成分，包括醛類17種，醇類9種，酸類8種，酮類6種，烴類11種，雜環(huán)類6種，其他6種。不同加工階段的秋刀魚樣品所含的揮發(fā)性成分在種類和構(gòu)成比例上存在差異?？傮w而言，秋刀魚不同加工階段的樣品均具有更豐富的醛類、烯醇類，烴類以十一、十二和十四烷含量較高，酮類整體含量較低。

續(xù)表1

2.1.1 醛類化合物含量 醛類化合物主要由多不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生，且閾值很低，與魚類及其他水產(chǎn)品的植物性氣味及脂肪有關(guān)，對(duì)魚類總體氣味特征有重要影響[18]，是秋刀魚主要的揮發(fā)性成分之一。腌制前的秋刀魚中醛類化合物的相對(duì)含量最高達(dá)41.15%，腌制和油炸處理后，秋刀魚中醛類化合物的相對(duì)含量明顯下降，與貢慧等[14]的結(jié)果較為一致。(E,E)-2,4-己二烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛等醛類物質(zhì)是魚類腥味的主要來(lái)源或者具有腥味促進(jìn)作用[14]，在加工過(guò)程中顯著下降(P<0.05)，甚至未檢出，說(shuō)明腌制可去除腥味。腌制和油炸后檢測(cè)到的醛類化合物主要是具有堅(jiān)果香的苯甲醛、具有青草和油脂香氣的(E)-4-庚烯醛和具有果蔬香、脂肪香的(E,E)-2,6-壬二烯醛，說(shuō)明油炸處理顯著提高魚的肉香味、油脂味(P<0.05)并降低土腥味、青草味。

2.1.2 醇類化合物含量 醇類化合物主要由脂肪氧合酶對(duì)脂肪酸的作用產(chǎn)生或由羰基化合物還原得到[19]，可分為飽和醇類與不飽和醇類，其中不飽和醇閾值較低，具有花香味、蘑菇味、土腥味或酸敗味，對(duì)于風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[20]。1-戊稀-3-醇是腌制魚的有效氣味成分，與魚腥味的產(chǎn)生有關(guān)[21]，1-辛烯-3醇是亞油酸氫過(guò)氧化物的降解產(chǎn)物[22]，具有蘑菇和土腥味，這兩種風(fēng)味物質(zhì)經(jīng)腌制和油炸后均顯著下降(P<0.05)，具有魚腥味的庚醇含量在油炸后也顯著降低(P<0.05)，表明加工處理可降低秋刀魚中的腥味物質(zhì)。

2.1.3 酮類化合物含量 酮類化合物主要是氨基酸降解、不飽和脂肪酸的熱氧化降解或微生物的氧化作用產(chǎn)物，大多呈脂肪味和焦燃味，其閾值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其同分異構(gòu)體的醛[23]，對(duì)魚肉風(fēng)味的貢獻(xiàn)相對(duì)較小，但對(duì)魚腥味具有一定的增強(qiáng)作用。此外，腌制魚中檢出的多為不飽和酮，如苯乙酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮等，一般具有典型的動(dòng)物油脂味，是腌制魚風(fēng)味的重要組成部分[24]。

2.1.4 烴類化合物含量 烴類化合物主要由脂肪酸烷氧自由基的均裂產(chǎn)生，但烴類物質(zhì)的閾值較大，對(duì)特征風(fēng)味貢獻(xiàn)較低。烯烴的不飽和度較高，且極易氧化為醛酮類物質(zhì)，是秋刀魚魚腥味的潛在因素。芳香烴物質(zhì)主要為萘、甲基萘等物質(zhì)，具有樟腦氣息，會(huì)對(duì)魚肉風(fēng)味造成令人不愉快的氣息，一般是由于水體污染進(jìn)入魚體內(nèi)。

2.2 秋刀魚樣品的關(guān)鍵風(fēng)味成分

風(fēng)味特性是一個(gè)重要的魚類產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，影響人們對(duì)產(chǎn)品的接受度和偏好[25]。揮發(fā)性成分的濃度和感覺閾值共同決定了揮發(fā)性成分對(duì)整體風(fēng)味貢獻(xiàn)度，因此采用相對(duì)氣味活度值法(ROAV)確定關(guān)鍵風(fēng)味成分。秋刀魚加工過(guò)程中關(guān)鍵風(fēng)味分析結(jié)果如表2所示，(E,Z)-2,6-壬二烯醛具有青草和油脂香氣，在未處理和各加工階段的感覺閾值均低且相對(duì)含量較大，對(duì)5組秋刀魚樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)最大，所以將(E,Z)-2,6-壬二烯醛確定為最大氣味活度值(OAVmax)，將其相對(duì)氣味活度值(ROAV)設(shè)定為100，并計(jì)算每組其他揮發(fā)性風(fēng)味的ROAV。

由表2可知，醛類和醇類物質(zhì)構(gòu)成了腌制和油炸秋刀魚的主體風(fēng)味，6個(gè)揮發(fā)性成分被判定為關(guān)鍵風(fēng)味(ROAV>1)，分別是 (E,Z)-2,6-壬二烯醛、辛醛、3-甲硫基丙醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛和1-辛烯-3醇。

新鮮秋刀魚中，(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(Z)-4-庚烯醛和辛醛的ROAV值較大，表明未處理的秋刀魚主要以腥味為主。隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，魚腥味依舊較重，但具有土豆香的3-甲硫基丙醛、具有玫瑰花香和醇香的苯乙醛均有所增加，表明腌制處理可使秋刀魚的香味物質(zhì)得到釋放。具有果蔬香、脂肪香的(E,E)-2,6-壬二烯醛在腌制過(guò)程中先增加后又有所降低，且總體上看腌制90 min的秋刀魚風(fēng)味物質(zhì)均有所降低，推測(cè)是腌制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致水分流失過(guò)多，魚肉脫水變干，風(fēng)味物質(zhì)也隨之減少，由此推斷秋刀魚的腌制時(shí)間以60 min為宜。

油炸后秋刀魚的風(fēng)味更加豐富，油脂中的不飽和脂肪酸，尤其是油酸和亞油酸在高溫煎炸時(shí)通過(guò)發(fā)生氧化降解反應(yīng)，生成許多香氣物質(zhì)如辛醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛在油炸后顯著上升(P<0.05)；魚肉在高溫炸制過(guò)程中發(fā)生蛋白質(zhì)降解、美拉德反應(yīng)等過(guò)程，具有烤土豆、炒花生香氣的2,3,5-三甲基吡嗪和具有焦糖香味和水果味的乙基麥芽酚含量增加，這兩種風(fēng)味物質(zhì)ROAV值小于0.1，不是關(guān)鍵風(fēng)味，但對(duì)秋刀魚總體風(fēng)味起到修飾作用。

2.3 不同加工階段秋刀魚的特征風(fēng)味

為進(jìn)一步確定不同加工階段秋刀魚的特征揮發(fā)性成分及其風(fēng)味，以表2中21種風(fēng)味物質(zhì)為變量，對(duì)不同加工階段的秋刀魚樣品進(jìn)行主成分(PCA)分析，結(jié)果見圖1。

表2 秋刀魚揮發(fā)性成分相對(duì)氣味活度值、閾值及氣味特征?

由圖1可知，將所測(cè)的主要揮發(fā)性成分可以歸為2個(gè)主成分，其分別為45.6%，34.9%，可以代表大部分原始變量的信息。不同加工處理方式的秋刀魚樣品具有明顯的區(qū)域分布特征，加工后的秋刀魚與未處理組風(fēng)味相差較大，說(shuō)明腌制和油炸可顯著影響秋刀魚的風(fēng)味物質(zhì)(P<0.05)。隨著腌制時(shí)間的增加，秋刀魚風(fēng)味有較大變化，而油炸與腌制處理的秋刀魚風(fēng)味差異較大，且油炸后富集較多的揮發(fā)性成分，說(shuō)明油炸處理對(duì)秋刀魚的風(fēng)味有較大影響，在這個(gè)過(guò)程中秋刀魚發(fā)生腥味減弱、肉香與鮮香味等風(fēng)味變化較為明顯。

圖1 不同加工階段秋刀魚揮發(fā)性成分的PCA分析圖Figure 1 PCA analysis diagram of the volatile components of Pacific saury in different processing stages

研究通過(guò)計(jì)算變量投影重要性分析值(VIP)衡量各揮發(fā)性成分對(duì)不同組秋刀魚的樣本分類判別的影響強(qiáng)度和解釋能力，從而輔助標(biāo)志揮發(fā)性成分的篩選(通常以VIP值>1.0作為篩選標(biāo)準(zhǔn))[36]。VIP值越大的揮發(fā)性成分，其在各組之間含量差異越顯著。VIP值>1的揮發(fā)性成分共有13種，分別為正辛醇、(E,Z)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、己酸、正庚醇、1-辛烯-3醇、苯甲醛、葉醛、(E)-4-庚烯醛、2,3,5-三甲基吡嗪、乙基麥芽酚、3-甲硫基丙醛、肉豆蔻醛和(Z)-4-庚烯醛。

結(jié)合圖1和圖2可知，VIP值>1的揮發(fā)性成分中(E,Z)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、 正辛醇與腌制前樣品比較靠近，表明腌制前秋刀魚的香氣特征為蘑菇香；VIP值>1的揮發(fā)性成分中正庚醇、肉豆蔻醛、己酸與腌制90 min樣品比較靠近，表明腌制90 min秋刀魚的香氣特征為魚香、果香；然而腌制60 min樣品附近無(wú)VIP值>1的揮發(fā)性成分，說(shuō)明腌制60 min的樣品風(fēng)味不突出，結(jié)合2.2所討論的60 min風(fēng)味比較豐富，而90 min風(fēng)味物質(zhì)含量均較低，推測(cè)90 min的樣品可能是由于一些風(fēng)味物質(zhì)的丟失導(dǎo)致特征風(fēng)味突出，最適合的腌制時(shí)間仍可以認(rèn)為是60 min；VIP值>1的揮發(fā)性成分中乙基麥芽酚、2,3,5-三甲基吡嗪、(E)-4-庚烯醛、苯甲醛、葉醛、(Z)-4-庚烯醛與油炸樣品比較靠近，表明油炸秋刀魚的香氣特征成分為脂肪香和油脂香；

圖2 不同揮發(fā)性成分VIP得分圖Figure 2 VIP score chart of different volatile components

3 結(jié)論

采用HS-SPME/GC-MS技術(shù)分析了不同秋刀魚樣品中揮發(fā)性成分的組成和含量情況，共檢測(cè)到63種揮發(fā)性成分，確定了醛類物質(zhì)是主要風(fēng)味物質(zhì)。秋刀魚樣品中有6種關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)：(E,Z)-2,6-壬二烯醛、辛醛、3-甲硫基丙醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,E)-2,6-壬二烯醛和1-辛烯-3醇；腌制前秋刀魚中腥味物質(zhì)含量較多，主要與不飽和脂肪酸常溫分解后產(chǎn)生醛、酮等腥味物質(zhì)有關(guān)，香氣特征為(E,Z)-2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、正辛醇提供的蘑菇香；腌制后，具有醇香和脂肪香的風(fēng)味物質(zhì)得到釋放，樣品的香氣特征為正庚醇、肉豆蔻醛、己酸提供的魚香和果香；油炸處理的秋刀魚風(fēng)味物質(zhì)最為豐富，香氣特征為乙基麥芽酚、2,3,5-三甲基吡嗪、(E)-4-庚烯醛、苯甲醛、葉醛、(Z)-4-庚烯醛提供的油脂香和肉香。后續(xù)可進(jìn)一步明確風(fēng)味化合物的前體物質(zhì)、細(xì)化反應(yīng)的溫度和時(shí)間等，為加工工藝過(guò)程關(guān)鍵控制提供更好的提示和借鑒。